Течения около двумерного горизонтального клина в устойчиво стратифицированной жидкости

Abstract

Изучены течения непрерывно стратифицированной жидкости, которые характеризуются широким диапазоном значений внутренних масштабов, отсутствующих в однородной жидкости. Задача решена численными методами в двумерной нестационарной постановке для покоящейся и равномерно движущейся жидкости. Для математического описания проблемы выбрана система дифференциальных уравнений механики неоднородных многокомпонентных жидкостей в приближении Буссинеска, когда малые изменения плотности учитываются только в членах, описывающих действие силы тяжести. Поставленная задача решена методом конечных объемов в открытом пакете OpenFOAM.

Досліджено течії безперервно стратифікованої рідини, які характеризуються широким діапазоном значень внутрішніх масштабів, відсутніх в однорідній рідині. Задачу розв'язано чисельними методами у двовимірній нестаціонарній постановці для рідини, яка перебуває в станах спокою чи рівномірного руху. Для математичного опису досліджуваної проблеми обрано систему диференціальних рівнянь механіки неоднорідних багатокомпонентних рідин у наближенні Буссінеска, коли малі зміни густини враховуються лише в членах, які описують силу тяжіння. Поставлена задача розв'язувалась методом скінченних об'ємів у відкритому пакеті OpenFOAM.

The paper deals with studying of the flows of continuously stratified fluid characterized by a wide range of values of internal scales that are absent in a homogeneous fluid. The problem is solved by numerical methods in a 2D unsteady formulation for a fluid at rest and uniform motion. For the mathematical description of the problem, a system of differential equations of mechanics of inhomogeneous multicomponent fluids was chosen in the Boussinesq approximation with considering the small density variations only in terms describing the gravity force. The problem is solved by the method of finite volumes in a free software package OpenFOAM.